Identificazione di nuovi biomarcatori di stress radicalico nel plasma umano mediante spettroscopia Raman

In natura, i lipidi insaturi hanno esclusivamente il doppio legame in configurazione cis; di conseguenza, gli isomeri mono-trans degli acidi grassi poli-insaturi (PUFA) possono esclusivamente derivare o da una fonte esogena, ossia dalla dieta, o da un processo endogeno di isomerizzazione della configurazione cis a quella trans in seguito ad un insulto radicalico (stress da radicali liberi). In quest’ultimo caso, l’isomerizzazione avviene tramite un’addizione/eliminazione del tiil radicale al doppio legame cis con generazione della geometria trans (isomeri geometrici). Questi isomeri mono-trans PUFA possono essere considerati dei biomarcatori di stress radicalico nell’analisis di campioni biologici ottenuti da cellule di coltura, da animali e dall’uomo. Il plasma umano è un campione biologico ad elevato interesse lipidomico a causa del suo alto contenuto lipidico. In particolare, la frazione dei colesteril esteri (CE) è di grande importanza nell’analisi lipidomica in quanto la loro biosintesi è strettamente correlata con quella delle lipoproteine e di conseguenza può essere bersaglio dello stress radicalico. I CE sono particolarmente ricchi in PUFA, in prevalenza acido linoleico e arachidonico. Per questo motivo è stato progettato un approccio combinato di chemical biology per la sintesi e l’identificazione di isomeri mono-trans di CE nel plasma umano. Sono stati quindi sintetizzati gli isomeri mono-trans del colesteril linoleato (due C=C) e colesteril arachidonato (quattro C=C) tramite isomerizzazione fotolitica. Una volta caratterizzati tramite varie tecniche analitiche (GC, MS, NMR, IR, Raman), questi composti sono stati utilizzati come riferimento per la loro individuazione nel plasma umano. A tale scopo la spettroscopia Raman è risultata essere estremamente appropriata poiché la banda C=C dei colesteril esteri si trova in posizione differente a seconda della geometria del doppio legame. Sono stati quindi registrati gli spettri dei composti cis e mono-trans sintetizzati e di alcuni campioni di plasma. Negli spettri Raman degli isomeri cis furono visibili due bande dovute ai legami cis del doppio legame nella catena alchilica e dell’anello del colesterolo, mentre in quelli degli isomeri mono-trans apparve anche una nuova componente a 1671 cm-1, attribuibile alla geometria trans del doppio legame. Queste tre componenti furono individuate anche nei colesteril esteri estratti dai campioni di plasma. In conclusione, grazie ad un approccio combinato di sintesi e spettroscopia siamo riusciti ad identificare per la prima volta nel plasma umano gli isomeri mono-trans di CE, che possono essere utilizzati come indicatori di stati di stress radicalico, con promettenti sviluppi sia in medicina sia in biologia.